JP4556198B2 - 画像表示装置 - Google Patents
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Description
液晶表示装置は応答速度が遅いため、動画を表示したときに残像を生じるという問題点がある。この問題点を低減する方法の1つとして、映像信号を時間軸方向に強調するフィルタ(時間軸強調回路)を用いる方法がある。
この問題点及びその解決策は下記の非特許文献1に記載されている。なお、動画ぼやけは液晶表示装置のみならず、有機エレクトロルミネセンス表示装置であってもアクティブマトリクス型の場合には同様に発生する。非特許文献1には動画ぼやけの解決策として、ホールド時間を短くしてインパルス型の表示に近づける第1の方法と、フレーム周波数が60Hzである入力映像信号のフレーム周波数を動き補償手段によって2倍の120Hzに高速化する第2の方法とが記載されている。
第1実施形態は上述した第1の問題点を解決するものである。図1において、映像信号はフレームレート変換回路10に入力される。フレームレート変換回路10は入力された映像信号のフレーム周波数(垂直周波数)を2倍に変換して出力する。第1実施形態及び後述する第2,第3実施形態では、入力映像信号(原信号)のフレーム周波数をm/n倍に変換する。ここで、mは2以上の整数、nは1以上の整数であり、m>nという条件を満たす。第1〜第4実施形態では、m=2、n=1とし、入力映像信号のフレーム周波数60Hzを120Hzに変換する。
なお、フレーム周波数30Hzで2:1インターレースの映像信号については、予め順次走査変換によって、フレーム周波数60Hzの順次走査の映像信号に変換されているものとする。フレームレート変換回路10の具体的構成及び動作は後述する。
画像メモリ101,102より出力された画像データは動きベクトル検出回路103と内挿回路104に供給される。動きベクトル検出回路103は一例としてマッチング法を用いてフレーム間の動きベクトルを検出する。内挿回路104は画像メモリ101,102から読み出された2フレーム分の画像データと動きベクトル検出回路103からの動きベクトルデータとから動き補償補間を行ってフレーム周波数120Hzの映像信号を出力する。
このように、出力映像信号のフレームを生成する際に、1つのフレームだけでなく複数のフレームを用いて内挿を行うと、ノイズを低減することができるという効果を奏する。
g=fin+a(fin−fout) …(1)
係数aは液晶の応答特性に応じて設定される。応答が比較的速く残像が少ない場合にはaを小さく設定し、応答が遅く残像が多い場合にはaを大きく設定する。
図6(A),(B)はそれぞれ図5(B),(C)における一点鎖線にて示す断面pにおける電圧・光応答を示している。時間軸強調回路20による時間軸強調によって電圧・光応答は図6の(A)から(B)へと補正され、フレーム単位での表示特性が改善される。
第2実施形態は図1におけるフレームレート変換回路10と時間軸強調回路20との具体的構成を改良したものであり、具体的には図4における画像メモリ201を削除し、画像メモリ201の削除に伴ってフレームレート変換回路10の具体的構成を変更している。第2実施形態におけるフレームレート変換回路と時間軸強調回路をそれぞれフレームレート変換回路10’,時間軸強調回路20’と称することとする。図7において、図2及び図4と同一部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略することがある。
内挿回路1041より出力された画像データは減算器202及び加算器204に供給され、内挿回路1042より出力された画像データは減算器202に供給される。
動きベクトル検出回路103は、図8(D)に示すように、画像メモリ101,102より出力された画像データを用いて動きベクトルV1,V1,V2,V2…を検出する。内挿回路1041は、図8(E)に示すように、フレームタイミングt1aにてフレームf1bを出力し、フレームタイミングt1bにてフレームf2aを出力する。内挿回路1042は、図8(F)に示すように、フレームタイミングt1aにてフレームf1aを出力し、フレームタイミングt1bにてフレームf1bを出力する。
第3実施形態は第2実施形態のフレームレート変換回路10’をさらに簡略化したものであり、第3実施形態におけるフレームレート変換回路をフレームレート変換回路10”と称することとする。図9において、図2,図4,図7と同一部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略することがある。
画像メモリ101,102より出力された画像データは動きベクトル検出回路103と内挿回路104とセレクタ1051,1052に供給される。内挿回路104によって動き補償補間されて出力された画像データはセレクタ1051,1052に供給される。
セレクタ1051より出力された画像データは減算器202及び加算器204に供給され、セレクタ1052より出力された画像データは減算器202に供給される。
第3実施形態では、第2実施形態と比較してセレクタ1051,1052が必要となるが、回路規模が比較的大きい内挿回路が内挿回路104の1つのみとなるので、さらにコスト削減が可能である。
第4実施形態は上述した第1及び第2の問題点を解決するものである。図14を用いてホールド型表示装置における動画ぼやけの発生とその低減の原理について改めて説明する。図14は図5,図6で説明したような時間軸強調を行っていおらず、液晶の応答速度に起因するぼやけbを無視してホールド表示を行うことに起因するぼやけaのみが発生した状態を図示している。
図14は黒,白,黒と並んだ矩形波形が水平方向に平行移動した場合の表示状態を示している。なお、映像信号(原信号)のフレーム周波数をNTSC方式等の60Hzとする。図14において、(A)はフレーム周波数を原信号のままの60Hzとした場合、(B)は後述する第4実施形態の好適な一例であるフレーム周波数を原信号の3/2倍の90Hzとした場合、(C)は上述した非特許文献1に記載されており、上述した第1〜第3実施形態のようにフレーム周波数を原信号の2倍の120Hzとした場合である。図14(A)〜(C)に示すように、水平方向に平行移動する黒,白,黒の矩形波形を、時間t方向に並べて表示している。
内挿回路1151より出力された画像データは減算器212及び加算器214に供給され、内挿回路1152より出力された画像データは減算器212に供給される。第4実施形態の時間軸強調回路21は、第2実施形態の時間軸強調回路20’と実質的に同じである。
ここに示す混合比は一例であり、この例に限定されるものではない。このように、出力映像信号のフレームを生成する際に、最も近接したフレームだけでなくこれに隣接するフレームも加えて内挿を行うと、ノイズを低減することができるという効果を奏する。
図13(E),(F)より分かるように、内挿回路1152より出力される画像データは内挿回路1151より出力される画像データに対してフレーム周波数90Hzのレートで1フレーム分遅延した関係となっている。これにより、第4実施形態では、第2実施形態と同様、時間軸強調回路21内に画像メモリを設ける必要がない。
第4実施形態のさらに他の例として、フレームレート変換回路11及び時間軸強調回路21を、図9の第3実施形態のようにセレクタを用いることによって内挿回路を1つとした構成とすることもできる。
20,21 時間軸強調回路
30,31 駆動回路
40,41液晶パネル(表示パネル)
101,102,111〜113 画像メモリ
103,114 動きベクトル検出回路
104,1041,1042,1151,1152 内挿回路
1051,1052 セレクタ
Claims (2)
- マトリクス状に配列された複数の画素を有し、電気信号を画素毎に所定時間保持して表示するアクティブマトリクス型表示パネルを用いた画像表示装置において、
映像信号の垂直周波数をm/n倍(ここで、mは2以上の整数、nは1以上の整数であり、m>nという条件を満たす)に変換して出力するレート変換回路と、
前記レート変換回路より出力された映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する時間軸強調回路と、
前記時間軸強調回路より出力された映像信号を前記アクティブマトリクス型表示パネルに表示する駆動回路とを備え、
前記レート変換回路は、
映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出回路と、
入力された映像信号の垂直周波数のm/n倍の垂直周波数で、前記入力された映像信号の隣接する2フレーム分の画像データを出力する画像メモリと、
前記画像メモリより出力された隣接する2フレーム分の画像データと前記動きベクトルとを用いて動き補償補間して、互いに1フレーム分ずれた関係にある2フレーム分の画像データを出力する内挿回路とを有し、
前記時間軸強調回路は、
前記内挿回路より出力された前記1フレーム分ずれた関係にある隣接する2フレーム分の画像データを用いて時間軸方向の高域成分を強調する
ことを特徴とする画像表示装置。 - マトリクス状に配列された複数の画素を有し、電気信号を画素毎に所定時間保持して表示するアクティブマトリクス型表示パネルを用いた画像表示装置において、
映像信号の垂直周波数をm/n倍(ここで、mは2以上の整数、nは1以上の整数であり、m>nという条件を満たす)に変換して出力するレート変換回路と、
前記レート変換回路より出力された映像信号の時間軸方向の高域成分を強調する時間軸強調回路と、
前記時間軸強調回路より出力された映像信号を前記アクティブマトリクス型表示パネルに表示する駆動回路とを備え、
前記レート変換回路は、
映像信号の動きベクトルを検出する動きベクトル検出回路と、
入力された映像信号の垂直周波数のm/n倍の垂直周波数で、前記入力された映像信号の隣接する2フレーム分の画像データを出力する画像メモリと、
前記画像メモリより出力された隣接する2フレーム分の画像データと前記動きベクトルとを用いて動き補償補間して1フレーム分の画像データを出力する内挿回路と、
前記画像メモリより出力された隣接する2フレーム分の画像データの内の一方の1フレーム分の画像データと前記内挿回路より出力された1フレーム分の画像データとを第1の組とし、前記画像メモリより出力された隣接する2フレーム分の画像データの内の他方の1フレーム分の画像データと前記内挿回路より出力された1フレーム分の画像データとを第2の組とし、前記第1の組と前記第2の組とを交互に選択的に出力することにより互いに1フレーム分ずれた関係にある2フレーム分の画像データを出力するセレクタとを有し、
前記時間軸強調回路は、
前記セレクタより出力された前記1フレーム分ずれた関係にある隣接する2フレーム分の画像データを用いて時間軸方向の高域成分を強調する
ことを特徴とする画像表示装置。
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